在搅拌器的不同位置中,液滴的直径大小是不同的,液滴的直径大小和搅拌器的转速有关,搅拌器转速越快液滴的直径就越小,而我们追求的并不是更小的液滴直径,而是均匀的液液分散状态,因为无论液滴直径多么小,
破碎和凝并都是同时进行的,而搅拌釜内液体达到均匀稳定的分散状态,才能达到我们的要求,才是搅拌的目的。
在这三个区域内,液滴的破碎与凝并反应都不稳定,都不能满足我们的需求,只有达到图中的三角形阴影区内才行,搅拌器功率,这个三角形阴影区被称为稳定三角区,在这个区域内破碎与凝并发生的既频繁又能达到动态平衡,有效的提高了液体之间的传质速率,故我们应使搅拌状态保持在这个三角区之中。
搅拌器工作时,用搅拌器对低黏度互溶液造成湍流并不困难,但黏度达到较高水平后,由于黏滞力的影响,就只能出现层流状态。尤其困难的是,这种层流也只能出现在搅拌器的附近,离桨叶稍远些地方的高黏度液体仍是静止的。这样就很难造成液体在搅拌器内的循环流动,即在器内会有死区存在,对混合、分散、传热、反应等各种搅拌过程十分不利。
所以,高黏度液体搅拌的首要问题就是要解决流体流动与循环的问题。在这种情况下,不能靠增大搅拌器的转速来提高搅拌器的循环流量,因为流体黏度较高时,搅拌器排出的流量很少,搅拌器,转速过高还会在高黏度溶液中形成沟流,而周围液体仍为死区。较为有效的解决办法是设法使搅拌器推动更大范围的流体。因此,高黏度液体的搅拌器直径与器内径之比、桨叶的宽度与器内径之比都要求比较大,有时还要求增加搅拌器的层数,以增大搅拌范围。
对不互溶液体的分散也是搅拌器的重要功能之一,对于不互溶的液体,搅拌器的加速搅拌并不能使它们互溶,但可以使它们处于均匀的分散状态,这种操作经常应用于萃取、乳液和悬浮聚合中。
搅拌器所做的分散并不是指的两种互不相容的液体相互分开,像鸡尾酒那样,而是由整体到个体的一种分散,就像我们将虾仁剁碎和其它剁碎的食材做成三鲜的饺子馅一样,那也是一种分散,但不互溶液体的分散却没有那么简单。在不互溶液体的分散中,密度大的液体称之为重相,密度小的称之为轻相,通过搅拌器实现重相和轻相的分散,根据分散的形式不同,这种分散又分为三种形式。
种是把轻相液体分散,防腐搅拌器,而重相液体不分散,大型搅拌器,把轻相液体分散在重相液体中,这种分散为常见。
第二种和种相反,是把重相液体分散到轻相液体中,这种分散,和种的搅拌方式完全不同。
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